計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用

（第二版）1第1章現(xiàn)代電子通信基礎(chǔ)第2章計算機網(wǎng)絡(luò)第3章網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)第4章網(wǎng)絡(luò)管理基礎(chǔ)第5章常用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)及其配置第6章Web服務(wù)器的架設(shè)和管理第7章Ftp服務(wù)器的架設(shè)和管理第8章郵件服務(wù)器的架設(shè)和管理目

錄2第2章計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

計算機網(wǎng)絡(luò)概述網(wǎng)絡(luò)模型與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議網(wǎng)絡(luò)硬件和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備局域網(wǎng)技術(shù)廣域網(wǎng)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計與網(wǎng)絡(luò)架設(shè)網(wǎng)絡(luò)管理與網(wǎng)絡(luò)安全32.1計算機網(wǎng)絡(luò)概述

網(wǎng)絡(luò)的概念

網(wǎng)絡(luò)的分類局域網(wǎng)廣域網(wǎng)城域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)4計算機網(wǎng)絡(luò)的概念

什么是計算機網(wǎng)絡(luò)？所謂“計算機網(wǎng)絡(luò)”，就是將分布在不同地理位置的計算機，通過通信線路連結(jié)在一起，以實現(xiàn)計算機之間的通信和資源共享。

資源共享硬件共享網(wǎng)絡(luò)打印機網(wǎng)絡(luò)存儲軟件共享數(shù)據(jù)共享數(shù)據(jù)庫5計算機網(wǎng)絡(luò)的分類

局域網(wǎng)局域網(wǎng)（LocalAreaNetwork，LAN）是指地理分布范圍較小的計算機網(wǎng)絡(luò)，一般用于短距離內(nèi)的計算機通信。特點LAN技術(shù)具有價格低、可靠性高、安裝方便和管理方便等優(yōu)點。對于局域網(wǎng)，由于地理位置相對較近，計算機之間的通信不需要電信服務(wù)，技術(shù)分類按照網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)和連線方式不同，局域網(wǎng)分為以太網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng)絡(luò)和FDDI網(wǎng)絡(luò)等

廣域網(wǎng)廣域網(wǎng)（WideAreaNetwork，WAN）就是在一個更大的地理范圍內(nèi)建立的計算機通信網(wǎng)，和局域網(wǎng)相比廣域網(wǎng)的復(fù)雜性高，對通信的要求也高。特點廣域網(wǎng)通常使用電信運營商提供的設(shè)備和通信線路作為信息傳輸平臺。技術(shù)分類PPP,楨中繼，F(xiàn)DDI6計算機網(wǎng)絡(luò)的分類（Cont.）

城域網(wǎng)城域網(wǎng)（MetropolitanAreaNetwork，MAN）是一種更大的LAN，在地域上覆蓋一個城市，一般適用于距離為5至150KM的范圍功能，指完成接入網(wǎng)中的企業(yè)和個人用戶與在骨干網(wǎng)絡(luò)上的運營商之間全方位的協(xié)議互通。城域網(wǎng)一般分為骨干層、匯聚層和接入層。骨干層的主要功能是給業(yè)務(wù)匯接點提供高容量的業(yè)務(wù)承載與交換通道，實現(xiàn)各疊加網(wǎng)的互聯(lián)互通；匯聚層主要是給業(yè)務(wù)接入點提供業(yè)務(wù)的匯聚、管理和分發(fā)處理；接入層則是利用光纖、雙絞線、同軸電纜、無線接入技術(shù)等傳輸介質(zhì)，實現(xiàn)與用戶連接，并進行業(yè)務(wù)和帶寬的分配。7網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)計算機網(wǎng)絡(luò)物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)用于描述計算機網(wǎng)絡(luò)中計算機之間的位置關(guān)系，定義結(jié)構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)布線時設(shè)備的連接結(jié)構(gòu)。物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)一般分為總線拓?fù)洹⑿切瓮負(fù)洹h(huán)形拓?fù)浜蜆湫瓮負(fù)涞刃问健?/p>

邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

計算機網(wǎng)絡(luò)邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)用于描述數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸方式，邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的工作原理密切相關(guān)。計算機網(wǎng)絡(luò)邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分為總線邏輯拓?fù)浜土钆骗h(huán)邏輯拓?fù)鋬煞N形式。8物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)一般分為總線拓?fù)洹⑿切瓮負(fù)洹h(huán)形拓?fù)浜蜆湫瓮負(fù)涞刃问健?/p>

總線拓?fù)?/p>

總線拓?fù)涫遣捎靡桓鶄鬏斁€作為傳輸介質(zhì)，所有的節(jié)點都通過網(wǎng)絡(luò)連接器（如T型頭）串聯(lián)在同一條線路上。

特點：廣播通信，只需要電纜和T型頭、BNC接頭等連接器，不需要專用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，具有結(jié)構(gòu)簡單，布線容易，造價低的特點。

常見網(wǎng)絡(luò)：10Base2，10Base59物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（Cont.）

星形拓?fù)湫切瓮負(fù)涫悄壳白顬榱餍械木W(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，連接方法是將網(wǎng)絡(luò)中的所有計算機都以點到點的方式連接到某一中央設(shè)備上，該中樞設(shè)備完成網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。

中樞設(shè)備：交換機、集線器。

常見網(wǎng)絡(luò)：10BaseT，快速以太網(wǎng)10物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（Cont.）

擴展星形拓?fù)溆捎诿總€交換機或集線器的端口數(shù)是固定的，為了連接更多的計算機，通常采用設(shè)備級聯(lián)，從而使更多的計算機連接到網(wǎng)絡(luò)中。

11計算機網(wǎng)絡(luò)邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

計算機網(wǎng)絡(luò)邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)用于描述數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸方式，邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的工作原理密切相關(guān)。計算機網(wǎng)絡(luò)邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分為總線邏輯拓?fù)浜土钆骗h(huán)邏輯拓?fù)鋬煞N形式。

總線邏輯拓?fù)淞钆骗h(huán)邏輯拓?fù)?2總線型邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

在總線型邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，數(shù)據(jù)的傳輸采用廣播方式。在廣播通信中，處于相同物理網(wǎng)絡(luò)的所有主機都將接收到相同的數(shù)據(jù)包，計算機根據(jù)數(shù)據(jù)包中所包含的目標(biāo)地址決定是否接收該數(shù)據(jù)包。動畫演示13環(huán)型邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)環(huán)型邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)又稱令牌環(huán)邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，是一種無沖突可靠傳輸通信方式。具體的傳輸過程如下：（1）當(dāng)有一個結(jié)點有數(shù)據(jù)幀要發(fā)送時，它首先檢測令牌是否有空，如果有空，它得到令牌并將其數(shù)據(jù)幀附在令牌上。（2）攜帶數(shù)據(jù)幀的令牌繼續(xù)環(huán)行，后面的每個結(jié)點都校驗數(shù)據(jù)幀，并根據(jù)數(shù)據(jù)幀中所包含的目的地址，設(shè)備決定是否接受數(shù)據(jù)。（3）當(dāng)攜帶數(shù)據(jù)的令牌到達一個節(jié)點時，如果數(shù)據(jù)幀的目的地址和該節(jié)點地址相同，則該節(jié)點接收數(shù)據(jù)幀，并將一個收據(jù)信號附在令牌上。隨后令牌繼續(xù)環(huán)行。（4）當(dāng)源設(shè)備收到數(shù)據(jù)信號后，根據(jù)所附加的信息可以判定數(shù)據(jù)是否已經(jīng)可靠的傳輸?shù)浇邮辗剑缓蠼獬钆泼顟B(tài)，令牌自由環(huán)行，繼續(xù)傳輸下面的數(shù)據(jù)。動畫展示142.2網(wǎng)絡(luò)模型與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議OSI參考模型

OSI參考模型七層模型數(shù)據(jù)封裝與解封裝

TCP/IP模型網(wǎng)絡(luò)協(xié)議

概念NetBIOS與NetBEUIIPX/SPX與NWLinkTCP/IP協(xié)議（Internet協(xié)議）

TCP/IP協(xié)議族TCP協(xié)議，功能，格式IP協(xié)議ARP協(xié)議15OSI參考模型OSI參考模型：國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）提出了網(wǎng)絡(luò)模型的概念，1984年，該組織發(fā)布了開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型（OpenSystemInterconnectReferenceModel，OSI）。該體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)定義了異質(zhì)系統(tǒng)互聯(lián)的七層框架，也稱為OSI參考模型（OSIReferenceModel）16OSI參考模型（Cont.）OSI模型各層功能演示17數(shù)據(jù)封裝與解封裝

數(shù)據(jù)封裝：在OSI參考模型中，信源方從應(yīng)用程序產(chǎn)生數(shù)據(jù)（第七層、六層和五層），經(jīng)過傳輸層，傳輸層的協(xié)議將上層數(shù)據(jù)分割成數(shù)據(jù)段（Segment）；數(shù)據(jù)段到達網(wǎng)絡(luò)層，網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議在數(shù)據(jù)段上封裝上邏輯地址（如：IP地址），變成數(shù)據(jù)包（Packets），邏輯地址用于網(wǎng)絡(luò)尋址（路由）；然后傳給下層，即數(shù)據(jù)鏈路層，數(shù)據(jù)鏈路層將設(shè)備地址（物理地址）添加到數(shù)據(jù)包中，形成數(shù)據(jù)幀（Frame），數(shù)據(jù)幀保證信宿能夠收到正確的接收數(shù)據(jù)。我們把這樣的一個過程稱為數(shù)據(jù)封裝（encapsulation）。

數(shù)據(jù)解封裝：封裝后的數(shù)據(jù)幀經(jīng)過通信線路進行傳輸，到到信宿，在信宿端，信息從一層到七層經(jīng)過一個和數(shù)據(jù)封裝相反的過程，即解封裝（deencapsulation）18數(shù)據(jù)封裝與解封裝(Cont.)

圖示19數(shù)據(jù)封裝與解封裝(Cont.)

過程演示20TCP/IP模型

TCP/IP模型將網(wǎng)絡(luò)分成四層，他將OSI參考模型中的第一層和第二層合并成為網(wǎng)絡(luò)接入層（NetworkAccessLayer）；對應(yīng)OSI參考模型中的第三層（網(wǎng)絡(luò)層），稱為Internet層；OSI參考模型中的第四層不變，仍然為傳輸層；將OSI參考模型中的五、六、七層合并成一層，稱為應(yīng)用層（Application）21網(wǎng)絡(luò)協(xié)議什么是網(wǎng)絡(luò)協(xié)議？網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（protocol）是網(wǎng)絡(luò)上所有設(shè)備之間通信規(guī)則的集合，這些設(shè)備包括網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、計算機、交換機、路由器、防火墻等。協(xié)議是運行在各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上的程序或協(xié)議組件，用于定義了通信時必須采用的數(shù)據(jù)格式及其含義，以便實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)模型中各層的功能。

22NetBIOS與NetBEUI協(xié)議NetBIOS協(xié)議，即網(wǎng)絡(luò)基本輸入輸出系統(tǒng)，最初由IBM提出。

NetBEUI（NetBIOSEnhancedUserInterface）即NetBIOS增強用戶接口，是微軟公司在IBM公司協(xié)議的基礎(chǔ)上更新的協(xié)議，是NetBIOS協(xié)議的增強版本。NetBEUI協(xié)議用廣播方式通信，其傳輸速度很快，是不可路由協(xié)議，無法跨越路由器到其它網(wǎng)段。

23IPX/SPX與NWLink協(xié)議IPX/SPX（InternetPacketExchange/SequencedPackedExchange）即互聯(lián)網(wǎng)分組交換/順序交換協(xié)議，是由Novell公司開發(fā)的應(yīng)用于局域網(wǎng)的高速協(xié)議，是NovellNetWare網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的核心。IPX負(fù)責(zé)為到另一臺計算機的數(shù)據(jù)傳輸編址和選擇路由，并將接收到的數(shù)據(jù)送到本地的網(wǎng)絡(luò)通信進程中。SPX位于IPX的上一層，在IPX的基礎(chǔ)上，保證分組順序接收，并檢查數(shù)據(jù)的傳送是否有錯。

NWLink是微軟公司為了與NetWare通信而開發(fā)的IPX/SPX協(xié)議棧的一種形式，NWLink是用于Windows的IPX，與NetWare服務(wù)器互連，實現(xiàn)平臺間的過渡。

24TCP/IP協(xié)議（Internet協(xié)議）

TCP/IP是使用最為廣泛的協(xié)議，是互聯(lián)網(wǎng)通信事實上的標(biāo)準(zhǔn)。TCP/IP早期是UNIX操作系統(tǒng)使用的協(xié)議，現(xiàn)在廣泛用于網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。特點：面向連接的協(xié)議，附加了一些容錯功能，所以其傳輸速度不快。可路由協(xié)議，可跨越路由器到其它網(wǎng)段，是廣域網(wǎng)通信的有效協(xié)議。TCP/IP協(xié)議簇25TCP協(xié)議傳輸控制協(xié)議（TransmissionControlProtocol，TCP）是TCP/IP協(xié)議系列中主要的傳輸協(xié)議，在數(shù)據(jù)通信中，工作在TCP/IP模型的傳輸層，提供可靠傳輸服務(wù)，包括數(shù)據(jù)分段、流量控制、可靠性等。特點：面向連接的協(xié)議，附加了一些容錯功能，所以其傳輸速度不快。可路由協(xié)議，可跨越路由器到其它網(wǎng)段，是廣域網(wǎng)通信的有效協(xié)議。26TCP協(xié)議端對端服務(wù)

TCP被稱作一種端對端（end-to-end）協(xié)議，它提供一個直接從一臺計算機上的應(yīng)用到另一遠程計算機上的應(yīng)用的連接。應(yīng)用能請求TCP創(chuàng)建一個連接，發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，以及關(guān)閉連接。由TCP提供的連接是由軟件實現(xiàn)的，因此又稱為虛連接（virtualconnection）。TCP使用IP來攜帶消息，每一個TCP消息封裝在一個IP數(shù)據(jù)報后通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸。當(dāng)數(shù)據(jù)報到達目的主機，IP將數(shù)據(jù)報的內(nèi)容傳給TCP，進行數(shù)據(jù)的解封裝。

27TCP緩沖、流控與窗口TCP使用一種窗口機制來控制數(shù)據(jù)流。當(dāng)一個連接建立時，連接的每一端分配一個緩沖區(qū)來保存輸入的數(shù)據(jù)，并將緩沖區(qū)的尺寸發(fā)送給另一端。當(dāng)數(shù)據(jù)到達時，接收方發(fā)送確認(rèn)，其中包含了自己剩余的緩沖區(qū)尺寸。

28TCP段格式TCP對所有的消息采用一種簡單的格式，包括攜帶數(shù)據(jù)的消息、確認(rèn)以及三次握手中用于創(chuàng)建和終止一個連接的消息。TCP使用段（segment）來指明一個消息，TCP段包括12個字段，29TCP段格式（Cont1.）①源端口（SourcePort），發(fā)送數(shù)據(jù)的應(yīng)用程序端口號。②目的端口（DestinationPort），指出接收方計算機上的哪一個端口對應(yīng)的應(yīng)用程序負(fù)責(zé)接收數(shù)據(jù)。TCP協(xié)議通過使用“端口”來標(biāo)識源端和目標(biāo)端的應(yīng)用進程。端口號可以使用0到65535之間的任何數(shù)字。在收到服務(wù)請求時，操作系統(tǒng)動態(tài)地為客戶端的應(yīng)用程序分配端口號。在服務(wù)器端，每種服務(wù)在具有確定的服務(wù)端口。例如：www服務(wù)的默認(rèn)端口為80，ftp服務(wù)的默認(rèn)端口為21等。30TCP段格式（Cont2.）③序號（SequenceNumber），指的是輸出數(shù)據(jù)，它給出了段中攜帶數(shù)據(jù)的序號。接收方利用這一序號來重排亂序到達的段并利用這一序號計算確認(rèn)號。④確認(rèn)號（AcknowledgementNumber），當(dāng)一臺計算機發(fā)送一個段的時候，確認(rèn)號指的是輸入的數(shù)據(jù)，即存儲他收到的數(shù)據(jù)的序號。確認(rèn)號和要發(fā)送的數(shù)據(jù)一起發(fā)送出去，即是對接收數(shù)據(jù)的一種確認(rèn)，發(fā)送數(shù)據(jù)方根據(jù)該確認(rèn)信息決定對數(shù)據(jù)是否重傳或繼續(xù)發(fā)送下面的數(shù)據(jù)。⑤報頭長度（HLEN），報頭長度，給出頭部占32比特的數(shù)目。沒有任何選項字段時HLEN=5，即TCP頭部長度為5個32比特，即20個字節(jié)。TCP頭部長度最多可以有60個字節(jié)。⑥保留域（Reserved），可設(shè)置為0。31TCP段格式（Cont3.）⑦編碼位（CodeBits），控制功能，比如會話的建立或終止。標(biāo)志位字段占6比特，各比特的含義如下：URG：緊急指針（urgentpointer）有效。ACK：確認(rèn)序號有效。PSH：接收方應(yīng)該盡快將這個報文段交給應(yīng)用層。RST：重建連接。SYN：發(fā)起一個連接。FIN：釋放一個連接。32TCP段格式（Cont5.）⑧窗口（Window），和確認(rèn)號類似，當(dāng)一臺計算機發(fā)送一個段的時候，窗口指定了該計算機還剩多少緩沖，單位為字節(jié)數(shù)，這個值是本機期望一次接收的字節(jié)數(shù)。在發(fā)送數(shù)據(jù)的同時，發(fā)送窗口消息，可以通知另一方，接收方的數(shù)據(jù)接收和處理能力，從而進行流量控制。⑨校驗和（Checksum），對整個TCP報文段，即TCP頭部和TCP數(shù)據(jù)進行校驗和計算，并由目標(biāo)端進行驗證。⑩緊急指針（UrgentPointer），它是一個偏移量，和序號字段中的值相加表示緊急數(shù)據(jù)最后一個字節(jié)的序號。11選項（Option），可能包括"窗口擴大因子"、"時間戳"等選項。12數(shù)據(jù)（Data），上層協(xié)議數(shù)據(jù)，即要傳送的用戶數(shù)據(jù)。33TCP連接的建立三次握手過程:●源主機發(fā)送一個同步標(biāo)志位（SYN）置1的TCP數(shù)據(jù)段。此段中同時標(biāo)明初始序號（InitialSequenceNumber，ISN），ISN是一個隨時間變化的隨機值。●目標(biāo)主機發(fā)回確認(rèn)數(shù)據(jù)段，此段中的同步標(biāo)志位（SYN）同樣被置1，且確認(rèn)標(biāo)志位（ACK）也置1，同時在確認(rèn)序號字段表明目標(biāo)主機期待收到源主機下一個數(shù)據(jù)段的序號（即表明前一個數(shù)據(jù)段已收到并且沒有錯誤）。此外，此段中還包含目標(biāo)主機的段初始序號。●源主機再回送一個數(shù)據(jù)段，同樣帶有遞增的發(fā)送序號和確認(rèn)序號。TCP會話的三次握手完成。接下來，源主機和目標(biāo)主機可以互相收發(fā)數(shù)據(jù)了。34TCP連接的釋放

當(dāng)需要結(jié)束TCP會話時，要釋放TCP連接，因為TCP是全雙工的，一個連接具有兩個方向的數(shù)據(jù)傳輸，因此連接釋放需要分別釋放兩個方向。具體的釋放過程是：當(dāng)一方的應(yīng)用程序通知TCP已無數(shù)據(jù)需要發(fā)送時，TCP關(guān)閉此方向的連接，這時此方向只能接收對方的數(shù)據(jù)，而不能發(fā)送其它數(shù)據(jù)了（除了釋放連接的消息）。然后發(fā)送一個FIN位被設(shè)置的消息通知接收方?jīng)]有數(shù)據(jù)發(fā)送。接收方響應(yīng)確認(rèn)。同時，接收方通知應(yīng)用程序釋放連接，發(fā)送回連接釋放消息，最終釋放整個連接。35IP協(xié)議互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（InternetProtocol，IP）是TCP/IP協(xié)議族中最為核心的協(xié)議，所有的TCP、UDP、ICMP、IGMP數(shù)據(jù)都被封裝在IP數(shù)據(jù)報中傳送。IP協(xié)議的功能是負(fù)責(zé)路由（路徑選擇），提供不可靠、無連接的服務(wù)，不負(fù)責(zé)保證傳輸可靠性，流控制，包順序等其它對于主機到主機協(xié)議的服務(wù)。36IP協(xié)議段格式

版本（Version）字段：用來表明IP協(xié)議實現(xiàn)的版本號，當(dāng)前一般為IPv4，即0100。報頭長度（InternetHeaderLength，IHL）字段：是頭部占32比特的數(shù)字，包括可選項。普通IP數(shù)據(jù)報（沒有任何選項），該字段的值是5，即報頭長度為5×32=160比特，即20字節(jié)。此字段最大值為60字節(jié)。服務(wù)類型（TypeofService，TOS）字段，其中前3比特為優(yōu)先權(quán)子字段（Precedence，現(xiàn)已被忽略）。第8比特保留未用。第4至第7比特分別代表延遲、吞吐量、可靠性和花費。當(dāng)它們?nèi)≈禐?時分別代表要求最小時延、最大吞吐量、最高可靠性和最小費用。這4比特的服務(wù)類型中只能置其中1比特為1。可以全為0，若全為0則表示一般服務(wù)。37IP協(xié)議段格式（Cont1.）

總長度字段：指明整個數(shù)據(jù)報的長度（以字節(jié)為單位），最大長度為65535字節(jié)。標(biāo)志字段：用來唯一地標(biāo)識主機發(fā)送的每一份數(shù)據(jù)報。通常每發(fā)一份報文，它的值會加1。標(biāo)志位字段：標(biāo)志一份數(shù)據(jù)報是否要求分段。段偏移字段：如果一份數(shù)據(jù)報要求分段的話，此字段指明該段偏移距原始數(shù)據(jù)報開始的位置。38IP協(xié)議段格式（Cont2.）

生存期（TimetoLive，TTL）字段：用來設(shè)置數(shù)據(jù)報最多可以經(jīng)過的路由器數(shù)。由發(fā)送數(shù)據(jù)的源主機設(shè)置，通常為32、64、128等。每經(jīng)過一個路由器，其值減1，直到0時該數(shù)據(jù)報被丟棄。

協(xié)議字段：指明IP層所封裝的上層協(xié)議類型，如ICMP（1）、IGMP（2）、TCP（6）、UDP（17）等。頭部校驗和字段：內(nèi)容是根據(jù)IP頭部計算得到的校驗和碼。計算方法是：對頭部中每個16比特進行二進制反碼求和。（和ICMP、IGMP、TCP、UDP不同，IP不對頭部后的數(shù)據(jù)進行校驗）。源IP地址、目標(biāo)IP地址字段：各占32比特。用來標(biāo)明發(fā)送IP數(shù)據(jù)報文的源主機地址和接收IP報文的目標(biāo)主機地址。39IP協(xié)議段格式（Cont3.）

可選項字段：用來定義一些任選項，如：記錄路徑、時間戳等。這些選項很少被使用，同時并不是所有主機和路由器都支持這些選項。可選項字段的長度必須是32比特的整數(shù)倍，如果不足，必須填充0以達到此長度要求。40ARP協(xié)議地址解析協(xié)議（AddressResolutionProtocol，ARP）是一個位于TCP/IP協(xié)議棧中的低層協(xié)議，負(fù)責(zé)將某個IP地址解析成對應(yīng)的MAC地址。ARP廣播示例：41ARP報格式

硬件類型：表明ARP實現(xiàn)在何種類型的網(wǎng)絡(luò)上。協(xié)議類型：代表解析協(xié)議（上層協(xié)議），一般是0800，即IP。硬件地址長度：MAC地址長度，此處為6個字節(jié)，即48比特。協(xié)議地址長度：IP地址長度，此處為4個字節(jié)，即32比特。操作類型：代表ARP數(shù)據(jù)包類型。0表示ARP請求數(shù)據(jù)包，1表示ARP應(yīng)答數(shù)據(jù)包。源MAC地址：發(fā)送端MAC地址，共48比特。源IP地址：代表發(fā)送端協(xié)議地址（IP地址），共32比特。目標(biāo)MAC地址：目的端MAC地址（待填充），共48位。目標(biāo)IP地址：代表目的端協(xié)議地址（IP地址），32比特。42代理ARP主機A1要和B2通信，存在的問題：

A1和B2不在同一個物理網(wǎng)絡(luò)路由器是廣播域的邊界A1如何獲取B2的MAC?432.3網(wǎng)絡(luò)硬件和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

網(wǎng)卡中繼器集線器橋連接器交換機路由器交換機、路由器和VLAN44網(wǎng)卡網(wǎng)卡（NetworkInterfaceCard，NIC）是插入到計算機主板總線插槽上的一個硬件設(shè)備，負(fù)責(zé)將計算機連接到網(wǎng)絡(luò)中。功能：

實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連的物理層連接完成數(shù)據(jù)鏈路層的數(shù)據(jù)幀鎮(zhèn)封裝網(wǎng)卡類型按網(wǎng)絡(luò)類型分以太網(wǎng)卡令牌環(huán)FDDI網(wǎng)絡(luò)接口RJ45同軸電纜BNC,AUI計算機總線45網(wǎng)卡的基本結(jié)構(gòu)硬件和固件程序（只讀存儲器中的軟件例程）硬件

物理層芯片PHY，數(shù)據(jù)鏈路層的芯片MAC控制器。PCI總線接MAC總線，MAC接PHY，PHY接網(wǎng)線，PHY和MAC之間通過相應(yīng)的寄存器傳送數(shù)據(jù)和相互溝通。在網(wǎng)卡后方是網(wǎng)絡(luò)接口，以及二到三個不等的信號燈，用于顯示目前網(wǎng)絡(luò)的連線狀態(tài)，通常具有tx和rx兩個信息。tx代表正在送出資料，rx代表正在接收資料，若看到兩個燈同時亮則代表目前是處于全雙工的運作狀態(tài)。程序固件程序?qū)崿F(xiàn)邏輯鏈路控制和媒體訪問控制的功能，記錄唯一的硬件地址即MAC地址，網(wǎng)卡上一般有緩存。通過網(wǎng)卡上的EPROM芯片，可以設(shè)置網(wǎng)卡的中斷IRQ、基本I/O端口地址和基本內(nèi)存地址等。網(wǎng)卡留有BOOTROM芯片插槽，可以用于無盤站的啟動。使用bootrom時要注意所使用的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。46網(wǎng)卡的工作原理

發(fā)送數(shù)據(jù)當(dāng)計算機發(fā)送數(shù)據(jù)時，通過計算機的PCI總線，將數(shù)據(jù)傳到網(wǎng)卡的MAC控制器，MAC將數(shù)據(jù)發(fā)往網(wǎng)卡的PHY。對PHY來說，沒有幀的概念，只是數(shù)據(jù)流，而不管數(shù)據(jù)是地址還是CRC。每4bit增加1bit的檢錯碼，然后把并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為串行流數(shù)據(jù)。然后按照物理層的編碼規(guī)則對數(shù)據(jù)進行信號編碼（10Based-T采用NRZ編碼，100based-T采用曼徹斯特編碼），就可以將信號送到媒體中進行傳輸了。接收數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)信號通過網(wǎng)線進入網(wǎng)卡的PHY，網(wǎng)卡收到通過媒體傳輸來的數(shù)據(jù)。網(wǎng)卡內(nèi)的單片程序先接收數(shù)據(jù)頭的目的MAC地址，決定是否接受該數(shù)據(jù)。如果不接收該數(shù)據(jù)，網(wǎng)卡將丟棄不管。如果要接收數(shù)據(jù)，則產(chǎn)生中斷信號通知CPU，CPU得到中斷信號產(chǎn)生中斷，操作系統(tǒng)就根據(jù)網(wǎng)卡驅(qū)動程序中設(shè)置的網(wǎng)卡中斷程序地址調(diào)用驅(qū)動程序接收數(shù)據(jù)，驅(qū)動程序接收數(shù)據(jù)后放入信號堆棧讓操作系統(tǒng)處理。47網(wǎng)絡(luò)帶寬與網(wǎng)卡傳輸速度

傳輸速度的概念網(wǎng)卡的傳輸速度是由它的數(shù)據(jù)傳輸速率決定的，網(wǎng)卡的數(shù)據(jù)傳輸速率和使用的總線相關(guān)。單位bps(bitpersecond)

決定因素

網(wǎng)卡和CPU的數(shù)據(jù)交換是通過計算機總線進行并行傳輸?shù)模恳淮蝹魉偷氖侨舾蓚€bit。16位ISA網(wǎng)卡一次傳送16位（bit），即兩個字節(jié)，32位PCI網(wǎng)卡一次傳送32位（bit），即四個字節(jié)。因此，網(wǎng)卡的傳輸速度是由微處理器的基準(zhǔn)傳輸頻率決定的。舉例：對于32位的PCI總線網(wǎng)卡，由于PCI總線的基準(zhǔn)傳輸頻率為33MHz，且每個周期傳送一次數(shù)據(jù)，因此32位的PCI網(wǎng)卡的最大傳輸速度為33×4MB/s，約132MB/s。48中繼器

信號傳輸與衰減信號在網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)中有衰減和噪音，在線路上傳輸?shù)男盘柟β蕰饾u衰減，衰減到一定程度時將造成信號失真，因此會導(dǎo)致接收錯誤。信號放大與中繼中繼器（repeater）就是為解決這一問題而設(shè)計的。中繼器工作在物理層，完成物理線路的連接，對衰減的信號進行放大，保持與原數(shù)據(jù)相同，從而延長網(wǎng)絡(luò)傳輸距離。49集線器多端口中繼器（MultiportRepeater）是20世紀(jì)90年代前后最常見的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備功能信號放大工作原理使用廣播技術(shù)，各節(jié)點計算機發(fā)出來的信號通過集線器集中，集線器再把信號整形、放大后，信息包被廣播發(fā)送到其它所有端口。分類

按帶寬分類，集線器有10Mbps集線器、100Mbps集線器、10/100Mbps自適應(yīng)集線器等類型。按管理方式分類，集線器有啞集線器（DampHub）和智能集線器（IntelligentHub）兩種按照擴展方式分類，集線器有可堆疊集線器和不可堆疊集線器兩種。50橋連接器

網(wǎng)橋（Bridge）是一個網(wǎng)段與另一個網(wǎng)段之間建立連接的橋梁，是一種數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備。網(wǎng)橋端口讀取每一個數(shù)據(jù)幀，根據(jù)源MAC地址和目的MAC地址決定是否轉(zhuǎn)發(fā)到另外一個網(wǎng)段，這在一定程度上提高了網(wǎng)絡(luò)的有效帶寬。51橋連接器（動畫演示）

網(wǎng)橋（Bridge）的工作原理動畫演示52交換機

概念交換機（Switch）是一種能夠在通信系統(tǒng)中完成信息交換功能的設(shè)備。所謂交換，就是將數(shù)據(jù)或信息從一個端口轉(zhuǎn)發(fā)到另一個端口，交換技術(shù)避免了傳統(tǒng)廣播技術(shù)所帶來的數(shù)據(jù)沖突，可以大大的提高網(wǎng)絡(luò)的通信能力。分類廣域網(wǎng)交換機，主要是應(yīng)用于電信城域網(wǎng)互聯(lián)、互聯(lián)網(wǎng)接入等領(lǐng)域的廣域網(wǎng)中，提供通信用的基礎(chǔ)平臺。局域網(wǎng)交換機，應(yīng)用于局域網(wǎng)絡(luò)，用于連接終端設(shè)備，如服務(wù)器、工作站、集線器、路由器、網(wǎng)絡(luò)打印機等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，提供高速獨立通信通道。如果不作特殊說明，我們說的交換機即指局域網(wǎng)交換機。53交換機硬件組成交換機硬件一般有以下幾個部分組成：總線，處理器模塊和交換模塊通過總線相連

處理器模塊，包括CPU、Flash、內(nèi)存等部分，F(xiàn)lash芯片用于存儲交換機所需要的所有軟件和相關(guān)配置，系統(tǒng)啟動后FLASH中存儲的程序，加載到工作內(nèi)存交換模塊，通過總線與處理器模塊進行通信完成數(shù)據(jù)傳輸接口，如：以太網(wǎng)接口、快速以太網(wǎng)接口、千兆以太網(wǎng)接口、FDDI/CDDI接口、令牌環(huán)接口、ATM接口，以及用于進行交換機的配置和管理的console通信端口。管理模塊交換機正面交換機背面54交換機功能與工作原理

基本功能交換機的基本功能就是數(shù)據(jù)交換。傳統(tǒng)交換機本質(zhì)上是具有流量控制能力的多端口網(wǎng)橋，即二層交換機。二層交換機的工作原理和網(wǎng)橋一樣，是工作在鏈路層的聯(lián)網(wǎng)設(shè)備幀交換技術(shù)存儲轉(zhuǎn)發(fā)：要求交換機在收到全部數(shù)據(jù)包后再決定轉(zhuǎn)發(fā)方式，這樣可以在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包以前檢查數(shù)據(jù)的完整性和正確性，減少不必要的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。直通交換：提供線速處理能力，交換機只讀出網(wǎng)絡(luò)幀的前14個字節(jié)，根據(jù)目的MAC地址將網(wǎng)絡(luò)幀傳送到相應(yīng)的端口上，實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。55三層交換機的工作原理及其特點三層交換機，其工作原理和傳統(tǒng)的二層交換機不同，增加了路由功能。（1）假設(shè)有兩個使用IP協(xié)議的站點A（信源）和B（信宿），通過第三層交換機進行通信。若發(fā)送站點A在開始發(fā)送時，已知目的站B的IP地址，但尚不知道它在局域網(wǎng)上發(fā)送所需要的MAC地址，則需要采用地址解析（ARP）來確定B的MAC地址。

A根據(jù)其TCP/IP協(xié)議屬性配置的子網(wǎng)掩碼計算出網(wǎng)絡(luò)地址，和B的IP地址比較，確定B是否與自己在同一子網(wǎng)內(nèi)。若B與A在同一子網(wǎng)內(nèi)，A廣播一個ARP請求，B返回其MAC地址，A得到B的MAC地址后將這一地址緩存起來，并用此MAC地址封包轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，第二層交換模塊查找MAC地址表確定將數(shù)據(jù)包發(fā)向目的端口。（2）若兩個站點不在同一子網(wǎng)內(nèi)，則A要向其TCP/IP協(xié)議屬性中配置的“缺省網(wǎng)關(guān)”發(fā)ARP封包，缺省網(wǎng)關(guān)的IP地址對應(yīng)第三層交換機的第三層交換模塊。當(dāng)A對缺省網(wǎng)關(guān)的IP地址廣播出一個ARP請求時，若第三層交換模塊在以往的通信過程中已得到B的MAC地址，則向發(fā)送站A回復(fù)B的MAC地址；否則第三層交換模塊根據(jù)路由信息向目的站廣播一個ARP請求，B得到此ARP請求后向第三層交換模塊回復(fù)其MAC地址，第三層交換模塊保存此地址并回復(fù)給發(fā)送站A。以后，當(dāng)再進行A與B之間數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)時，將用最終的目的站點的MAC地址封包，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)過程全部交給第二層交換處理，而不再需要經(jīng)過第三層路由系統(tǒng)處理，從而消除了路由選擇時造成的網(wǎng)絡(luò)延遲，提高了數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)效率，解決了網(wǎng)間傳輸信息時路由產(chǎn)生的速率瓶頸。56三層交換機的分類

按交換機端口帶寬劃分對稱式交換機，各個端口具有相同的帶寬。非對稱式交換機，端口的帶寬不同，用于連接不同角色的計算機。根據(jù)交換機端口結(jié)構(gòu)劃分固定端口交換機，固定端口交換機所帶有的端口是固定的，不能擴展，一般是8、16和24端口。模塊化交換機，模塊化交換機可選擇不同數(shù)量、不同速率和不同接口類型的模塊，以適應(yīng)不同的網(wǎng)絡(luò)需求。57三層交換機的分類（Cont.）

根據(jù)應(yīng)用層次劃分企業(yè)級交換機，企業(yè)級交換機屬于一類高端交換機，一般采用模塊化的結(jié)構(gòu)，可作為企業(yè)網(wǎng)絡(luò)骨干構(gòu)建高速局域網(wǎng)，通常用于企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的最頂層。部門級交換機，部門級交換機是面向部門級網(wǎng)絡(luò)使用的交換機。部門級交換機一般具有較為突出的智能型特點，支持基于端口的VLAN（虛擬局域網(wǎng)），可實現(xiàn)端口管理。一般認(rèn)為支持300個信息點以下中型企業(yè)的交換機為部門級交換機。工作組交換機，一般沒有網(wǎng)絡(luò)管理功能，按每一個包中的MAC地址相對簡單地決策信息轉(zhuǎn)發(fā)，一般不考慮包中隱藏的更深的其他信息，轉(zhuǎn)發(fā)延遲很小。一般認(rèn)為支持100個信息點以內(nèi)的交換機為工作組級交換機。桌機型交換機，用于連接用戶計算機。根據(jù)交換機工作的協(xié)議層劃分二層交換機，三層交換機等58路由器

概念路由器（Router）屬于網(wǎng)絡(luò)層互聯(lián)設(shè)備，用于連接多個邏輯上分開的網(wǎng)絡(luò)。路由器屬于廣域網(wǎng)設(shè)備，功能

根據(jù)數(shù)據(jù)包的目標(biāo)IP地址負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)包從一個網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)到另一個網(wǎng)絡(luò)。

路由器在網(wǎng)絡(luò)中還起到隔離網(wǎng)絡(luò)、隔離廣播、路由轉(zhuǎn)發(fā)以及防火墻的作用。

59路由器的硬件組成ROM，存放加電自測試（PowerOnSelftest,POST）診斷所需的指令、自舉程序和操作系統(tǒng)軟件。

RAM/DRAM，存儲路由選擇表，地址解析協(xié)議（ARP）高速緩存，快速交換高速緩存，分組緩沖等。

Flash，可擦除、可編程只讀存儲器（EPROM），存有操作系統(tǒng)的映像。

NVRAM，存儲路由器的備份和啟動配置文件，路由器重啟或關(guān)閉NVRAM中的內(nèi)容不會丟失。配置寄存器，路由器中一個特殊的寄存器，決定路由器的許多啟動和正在運行的選項，包括路由器如何找到IOS鏡像以及配置文件。

60路徑選擇與路由表什么是路由表？路由表是一個“目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)/下一跳”對照表，存儲了路由器中可到達的目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)，以及要到達該目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)下一跳的路由器端口。路由表及路由協(xié)議(RoutingProtocol)，如RIP路由表的維護61交換機、路由器和VLAN

虛擬局域網(wǎng)（VirtualLAN，VLAN）VLAN技術(shù)可以將物理上互連的網(wǎng)絡(luò)在邏輯上劃分為多個獨立的網(wǎng)絡(luò)，這些網(wǎng)絡(luò)相互之間拒絕訪問，從而隔離廣播。

VLAN的劃分方式基于端口劃分VLAN基于MAC地址劃分VLAN基于IP組播劃分VLAN62劃分VLAN的好處VLAN是一組邏輯上的設(shè)備或用戶，可以根據(jù)部門、功能或應(yīng)用等因素來將網(wǎng)絡(luò)用戶劃分邏輯上的分組，這種分組與他們所處的辦公場所的物理位置無關(guān)，只需要在交換機上進行簡單的配置即可。這不僅增強了網(wǎng)絡(luò)的安全性，還大大地方便了網(wǎng)絡(luò)的管理。可以有效地控制廣播域。

VLAN將網(wǎng)絡(luò)劃分成不同的廣播域可以有效地增強網(wǎng)絡(luò)安全性。

VLAN無需重進行新的網(wǎng)絡(luò)布線，保證了網(wǎng)絡(luò)管理的方便性，減少了開支。632.4局域網(wǎng)技術(shù)

以太網(wǎng)與CSMA/CD令牌環(huán)技術(shù)

FDDI局域網(wǎng)技術(shù)無線局域網(wǎng)技術(shù)

IEEE局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)64以太網(wǎng)與IEEE802標(biāo)準(zhǔn)

以太網(wǎng)Ethernet20世紀(jì)70年代，局域網(wǎng)的代名詞

IEEE802.3局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)

1980年，IEEE發(fā)布了IEEE802.3規(guī)范，它的技術(shù)基礎(chǔ)就是以太網(wǎng)。IEEE802.3規(guī)范代表了20世紀(jì)80年代以后若干年的局域網(wǎng)架設(shè)65CSMA/CD機制載波偵聽多重訪問/碰撞檢測CSMA/CD（CarrierSenseMultipleAccessWithCollisionDetection)數(shù)據(jù)發(fā)送過程：（1）傳輸前偵聽，每個節(jié)點在發(fā)送數(shù)據(jù)前，首先要偵聽線路的狀態(tài)。（2）如果電纜忙則等待，如果線路上已經(jīng)有數(shù)據(jù)信號傳輸，為了避免沖突，則必須等待，直到線路空閑為止。（3）傳輸并檢測沖突，當(dāng)介質(zhì)被清，工作站即可以傳輸數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)幀沿著線路向電纜的兩個方向傳輸。如果同一段上的其它節(jié)點同時開始傳輸數(shù)據(jù)，則數(shù)據(jù)對應(yīng)的電信號在電纜傳播，在某個位置相遇，信號疊加，即產(chǎn)生沖突。（4）如果沖突發(fā)生，重傳前需要等待。（5）重傳或夭折66CSMA/CD機制（Cont.）數(shù)據(jù)接受過程：（1）瀏覽收到的包并校驗包是否為碎片，如果是碎片，則丟棄。（2）校驗?zāi)繕?biāo)地址，如果不是碎片，節(jié)點將進一步校驗數(shù)據(jù)幀的目標(biāo)地址。如果目標(biāo)地址不是本節(jié)點地址、廣播地址，或是被認(rèn)可的多站地址，則丟棄。（3）判斷幀校驗序列是否有效，若無效則傳輸出錯，丟棄。（4）判斷類型/長度是否正確，若正確，接收成功。67以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀數(shù)據(jù)幀的封裝是在網(wǎng)卡上進行的，因此不同的局域網(wǎng)技術(shù)會產(chǎn)生不同的數(shù)據(jù)幀。對于以太網(wǎng)，也有不同的數(shù)據(jù)幀格式。不同格式的以太網(wǎng)幀的各字段定義都不相同，彼此也不兼容。下面以EthernetII類型以太網(wǎng)幀格式

幀的最小長度為64字節(jié)（6＋6＋2＋46＋4），最大長度為1518字節(jié)（6＋6＋2＋1500＋4）

“類型”，標(biāo)識出以太網(wǎng)幀所攜帶的上層數(shù)據(jù)類型，如0x0800代表IP協(xié)議數(shù)據(jù)，0x809B代表AppleTalk協(xié)議數(shù)據(jù)等。

“數(shù)據(jù)”，最小46字節(jié)，最多1500字節(jié)，存儲被封裝的上層數(shù)據(jù)。

“FCS”段占4個字節(jié)，為幀校驗序列（FrameCheckSequence，F(xiàn)CS）

68快速以太網(wǎng)快速以太網(wǎng)（FastEthernet）是指網(wǎng)絡(luò)傳輸速度達到100Mbps的Ethernet網(wǎng)絡(luò)。

FastEthernet沿用10BaseT的雙絞線，所以一般稱為100BaseT，命名為IEEE802.3u，數(shù)據(jù)傳輸權(quán)取得方法為CSMA/CD。根據(jù)所用傳輸介質(zhì)不同，IEEE802.3u定義了以下三種不同的物理層標(biāo)準(zhǔn)：①100Base-TX，使用2對5類雙絞線，②100Base-T，使用4對UTP3類線或5類線，它使用3對線同時傳送數(shù)據(jù)，用1對線用作沖突檢測的接收信道。③100Base-FX，使用2對光纖，其中一對用于發(fā)送，另一對用于接收。69千兆位以太網(wǎng)1996年3月成立的IEEE802.3z工作組，專門負(fù)責(zé)千兆位以太網(wǎng)的研究，98年制定了相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。①1000Base-SX，使用芯徑為50μm或62.5μm，工作波長為850nm或1300nm的多模光纖，采用8B/10B編碼方式，傳輸距離分別為260m和525m，適用于同一建筑物中同一層的短距離主干網(wǎng)。②1000Base-LX，使用芯徑為9μm、50μm或62.5μm，工作波長為1300nm的多模、單模光纖，采用8B/10B編碼方式，傳輸距離分別為550m和3km～10km，主要用于校園主干網(wǎng)。③1000Base-CX，使用150歐姆平衡屏蔽雙絞線（STP），采用8B/10B編碼方式，傳輸速率為1.25Gbps，傳輸距離為25m，主要用于集群設(shè)備的連接，如一個交換機房內(nèi)的設(shè)備互連。④1000Base-T，使用4對5類非平衡屏蔽雙絞線（UTP），傳輸距離為100m，主要用于結(jié)構(gòu)化布線中同一層建筑中的設(shè)備通信，從而可以利用以太網(wǎng)或快速以太網(wǎng)已鋪設(shè)的UTP電纜。70萬兆位以太網(wǎng)2000年3月，IEEE專門成立了IEEE802.3ae特別工作組，負(fù)責(zé)制定10G以太網(wǎng)，即萬兆以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。2002年7月，萬兆以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)最終發(fā)布。萬兆標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容包括10GBase-X、10GBase-R和10GBase-W三種類型。萬兆以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)不僅將以太網(wǎng)的帶寬提高到10Gbps（在使用萬兆以太網(wǎng)信道的情況下可以達到40Gbps甚至更高的速率），同時也將通信距離提高到數(shù)十公里甚至上百公里。71令牌環(huán)技術(shù)

令牌環(huán)局域網(wǎng)技術(shù)IBM公司于20世紀(jì)80年代初開發(fā)的局域網(wǎng)技術(shù)，數(shù)據(jù)傳輸速度為4Mbps或16Mbps。傳輸方法物理上采用了星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，但邏輯上仍是環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)令牌環(huán)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)卡多站訪問單元（MultistationAccessUnit，MAU），MAU在令牌環(huán)網(wǎng)絡(luò)中類似于集線器或集中器，傳輸媒體，屏蔽雙絞線（STP）和無屏蔽雙絞線（UTP）連接附件72令牌環(huán)網(wǎng)物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)令牌環(huán)網(wǎng)絡(luò)的物理結(jié)構(gòu)具有環(huán)的形狀。環(huán)上有多個站逐個與環(huán)相連，相鄰站之間是一種點對點的鏈路，因此令牌環(huán)與廣播方式的Ethernet不同，它是一種順序向下一站廣播的LAN。說明：由于目前以太網(wǎng)技術(shù)發(fā)展迅速，令牌網(wǎng)存在固有缺點，令牌在整個計算機局域網(wǎng)已不多見，原來提供令牌網(wǎng)設(shè)備的廠商多數(shù)也退出了市場，在目前局域網(wǎng)市場中令牌網(wǎng)應(yīng)用的很少。73FDDI局域網(wǎng)技術(shù)

分布式光纖數(shù)據(jù)接口FDDI（FiberDistributedDataInterface）是于80年代中期發(fā)展起來一項局域網(wǎng)技術(shù)。

FDDI的訪問方法與令牌環(huán)網(wǎng)的訪問方法類似，在網(wǎng)絡(luò)通信中均采用“令牌”傳遞。定時令牌訪問方法74無線局域網(wǎng)技術(shù)無線局域網(wǎng)（WirressLocalAreaNetwork，WLAN）是目前較新，也是最為熱門的一種局域網(wǎng)。與傳統(tǒng)的局域網(wǎng)主要不同之處就是傳輸介質(zhì)不同，傳統(tǒng)局域網(wǎng)都是通過有形的傳輸介質(zhì)進行連接的，如同軸電纜、雙絞線和光纖等，而無線局域網(wǎng)則是采用空氣作為傳輸介質(zhì)。特點只要在網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍內(nèi)，可以在任何一個地方與服務(wù)器及其它工作站連接，而不需要重新鋪設(shè)電纜。標(biāo)準(zhǔn)

IEEE802.11系列標(biāo)準(zhǔn)，如802.11b、802.11a、802.11g和802.11z。75IEEE局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)

國際電子電器工程師協(xié)會（IEEE）是世界上最大的專業(yè)組織之一，IEEE僅僅針對電機和電子工程。

IEEE802委員會對計算機網(wǎng)絡(luò)而言，成立了IEEE802委員會，制定局域網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。

IEEE802.3，局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)

IEEE802.4，令牌環(huán)總線標(biāo)準(zhǔn)

IEEE802.5，令牌環(huán)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)

IEEE802.6，城域網(wǎng)（MetropolitanAreaNetwork）標(biāo)準(zhǔn)

IEEE802.7，寬帶局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)

IEEE802.8，定義了光纖技術(shù)所使用的一些標(biāo)準(zhǔn)

IEEE802.11，無線局域網(wǎng)762.5廣域網(wǎng)技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)的概念公共通信基礎(chǔ)設(shè)施電路交換和分組交換廣域網(wǎng)設(shè)備點對點協(xié)議PPPSLIP協(xié)議與PPP協(xié)議PPP協(xié)議的應(yīng)用

綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)ISDNISDN的基本結(jié)構(gòu)ISDN網(wǎng)絡(luò)接口ISDN的應(yīng)用

幀中繼X.25廣域網(wǎng)通信協(xié)議幀中繼的工作原理幀中繼的幀格式

77公共通信基礎(chǔ)設(shè)施廣域網(wǎng)一般覆蓋較大的地理區(qū)域，不可能和局域網(wǎng)一樣鋪設(shè)專門的通信媒體，往往需要借助電信運營商的設(shè)備和通信線路，來支持長距離的數(shù)據(jù)通信。公共傳輸網(wǎng)絡(luò)電路交換，主要是公共交換電話網(wǎng)（PSTN）和綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ISDN）特點，遠程端點之間通過呼叫建立連接，在連接建立期間，電路由呼叫方和被呼叫方專用。

分組交換，主要是X.25分組交換網(wǎng)、幀中繼和交換式多兆位數(shù)據(jù)服務(wù)（SMDS）虛電路（VirtualCircuit），永久虛電路（PermanentVirtualCircuit，PVC）和交換虛電路（SwitchedVirtualCircuit，SVC）。數(shù)據(jù)報（Datagram）服務(wù)，報文中必須攜帶源和目的端點地址。78廣域網(wǎng)設(shè)備

廣域網(wǎng)交換機，廣域網(wǎng)交換機是在運營商網(wǎng)絡(luò)中使用的多端口網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備。接入服務(wù)器，接入服務(wù)器是廣域網(wǎng)中撥入和撥出連接的會聚點，部署在服務(wù)運營商端，提供用戶接入。調(diào)制解調(diào)器，調(diào)制解調(diào)器主要用于數(shù)字和模擬信號之間的轉(zhuǎn)換，從而能夠通過話音線路傳送數(shù)據(jù)信息。

ISDN終端適配器，相當(dāng)于一臺ISDN調(diào)制解調(diào)器。

CSU/DSU，信道服務(wù)單元（CSU）/數(shù)據(jù)服務(wù)單元（DSU）類似數(shù)據(jù)終端設(shè)備到數(shù)據(jù)通信設(shè)備的復(fù)用器，可以提供以下幾方面的功能：信號再生，線路調(diào)節(jié)，誤碼糾正，信號管理，同步和電路測試等。79廣域網(wǎng)設(shè)備連接關(guān)系各設(shè)備的連接關(guān)系如圖80點對點協(xié)議PPP

數(shù)據(jù)封裝局域網(wǎng)連接，網(wǎng)卡上實現(xiàn)Modem連接，協(xié)議串行線路Internet協(xié)議（SerialLineInternetProtocol，SLIP）不足沒有任何糾錯檢錯功能；只支持IP分組，當(dāng)INTERNET不斷發(fā)展和擴大且包含很多非IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)時，SLIP不適用；每一方需要知道另一方的IP地址，且在設(shè)置時不能動態(tài)賦予IP

；

SLIP部提供任何身份驗證。點對點協(xié)議（Point-to-PointProtocol，PPP）組成，具有多種身份驗證方法、數(shù)據(jù)壓縮和加密以及通知IP地址等功能，支持多種不同的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議。81PPP的應(yīng)用PPP協(xié)議是目前廣域網(wǎng)上應(yīng)用最廣泛的協(xié)議之一，它的優(yōu)點在于簡單、具備用戶驗證能力、可以解決IP分配等。撥號上網(wǎng)通過PPP在用戶端和ISP運營商的接入服務(wù)器之間建立通信鏈路。寬帶接入PPPoE（PPP

over

Ethernet），PPPoA（PPP

over

ATM）82綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)ISDN綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)ISDN（IntegratedServicesDigitalNetwork），ISDN提供端到端的數(shù)字連接，以支持一系列廣泛的業(yè)務(wù)（包括話音和非話音在內(nèi)的多種電信業(yè)務(wù)），為用戶進網(wǎng)提供一組有限的標(biāo)準(zhǔn)多用途的用戶—網(wǎng)絡(luò)接口83ISDN基本結(jié)構(gòu)ISDN交換機，是綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)中的交換設(shè)備，通常的ISDN交換機是在原有數(shù)字程控交換機的基礎(chǔ)上改進而成的，ISDN的業(yè)務(wù)特性主要由ISDN交換機來體現(xiàn)。

NT1，網(wǎng)絡(luò)終端1（NetworkTermination1），涉及信號的物理和電氣特征的非智能終端，構(gòu)成用戶站點和ISDN端局之間的邊界。NT1有兩個接口，即“U接口”和“S/T接口”。U接口與電信局電話線相接，S/T接口則為用戶端接口，NT2，網(wǎng)絡(luò)終端2，負(fù)責(zé)執(zhí)行交換、集中和多路復(fù)用功能的智能終端。一般的NT2是一個用戶交換機PBX（PrivateBranchExchange，PBX），用來將用戶的設(shè)備連接在一起，或連入一個NT1以提供到ISDN端局的訪問。84ISDN基本結(jié)構(gòu)（Cont.）TE1，終端設(shè)備1（TerminalEquipment1），為ISDN專用設(shè)備，如ISDN終端、數(shù)字電話、或具有ISDN兼容接口的計算機。這種設(shè)備一般直接與一個網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備連接。TE2，終端設(shè)備2，非ISDN專用設(shè)備，又稱ISDN兼容設(shè)備，是在ISDN技術(shù)出現(xiàn)以前的設(shè)備。如打印機、模擬電話、或任何具有非ISDN接口（如RS-232、X.21等）的設(shè)備。必須通過TA和ISDN交換機連接。TA，終端適配器（TerminalAdapter），將TE2設(shè)備的信號轉(zhuǎn)換成ISDN兼容格式的設(shè)備，以便將非ISDN設(shè)備連接到ISDN網(wǎng)絡(luò)中，可以將TA看作是ISDN調(diào)制解調(diào)器。

85ISDN接口

基本速率接口（BasicRateInterface,BRI）基本速率接口（BRI）又稱窄帶ISDN（N－ISDN），提供2B＋D數(shù)字通道，每個B通道可提供64Kbit／s的語音或數(shù)據(jù)傳輸，用于完成兩端之間數(shù)據(jù)傳輸，用戶不但可以同時綁定兩個通道以128K的速率上網(wǎng)，也可以在以64K上網(wǎng)的同時在另一個通道上打電話；D通道（16kbit/s）是控制通道，用于在用戶和ISDN交換節(jié)點之間傳輸呼叫控制協(xié)議報文。基群速率接口（PrimaryRateInterface，PRI）。

有兩種速率標(biāo)準(zhǔn)，一種和E1線路的傳輸速率相對應(yīng)，為31個B通道，另一種和T1線路的傳輸速率相對應(yīng)，為24個B通道，其中一個B通道用作信令傳輸通道，相當(dāng)于BRI的D通道。86ISDN的應(yīng)用Internet接入存在的問題用戶接入雖然可以使用原有的電話線路，不需要重新布線，但需要做數(shù)字化改造，成本較高；新技術(shù)競爭，例如ADSL和CabelMODEM技術(shù)發(fā)展較快，也是借用原有的電話線和有線電視線路，而且成本低，速度較快。互聯(lián)網(wǎng)接入市場美國，有線電視運營商的CabelModem接入方式占70%～80%。德國，電信的ISDN卻占據(jù)了很大市場。我國，家庭用戶通過以太網(wǎng)和ADSL接入Internet的接入方式更加普及。87幀中繼X.25廣域網(wǎng)通信協(xié)議X.25是歷史最悠久的廣域數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，可以說是所有廣域數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議的鼻祖，X.25將一大部分的帶寬用在了差錯校驗，所以它成為了一個相對低速的協(xié)議，而且現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)的傳輸質(zhì)量越來越好，在差錯校驗上花太大的力量將是得不償失的，幀中繼（FRAMERELAY）技術(shù)在X.25分組交換技術(shù)基礎(chǔ)上，可以減少X.25的某些差錯控制過程，從而減少結(jié)點的處理時間，提高網(wǎng)絡(luò)的吞吐量，這就是FRAMERELAY。發(fā)展1986年，AT&T首先在其關(guān)于ISDN的技術(shù)規(guī)范中提出幀中繼業(yè)務(wù)；1992年，ITU-T和ANSI有關(guān)幀中繼各方面的標(biāo)準(zhǔn)相繼出臺；1994年，幀中繼技術(shù)更加成熟，開始獲得迅速發(fā)展。88幀中繼工作原理工作原理幀中繼是用戶網(wǎng)和分組交換網(wǎng)絡(luò)之間的接口標(biāo)準(zhǔn)，幀中繼技術(shù)工作在OSI參考模型的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層，幀中繼不考慮傳輸差錯問題，其中間節(jié)點只做幀的轉(zhuǎn)發(fā)操作，不需要執(zhí)行接收確認(rèn)和請求重發(fā)等操作，差錯控制和流量控制均交由高層端系統(tǒng)完成（如TCP協(xié)議），所以大大縮短了節(jié)點的時延，提高